如何去实现碳化硅集成电路与氮化镓集成电路呢

1.碳化硅集成电路（Sic IC)

碳化硅(SiC）具有较宽的带隙，已广泛应用在高电压电力电子器件中，如分立式的功率金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (Power MOSFET)和绝缘栅双极晶体管（IGBT)。这些电力器件与数字或模拟集成电路（如门驱动器、调节器和信号波形调整器）集成在一起而成为碳化硅（SiC）集成电路，可应用于多个领域，如高速铁路、混合动力汽车电池充电器、航空、深部钻井机械和其他极端环境下的应用等。

碳化硅集成电路的发展受限于其制作工艺流程缺乏稳定性和淮确性。进人21 世纪后，半导体制造代工业不断开发出具有更稳定和更先进的新工艺技术，使碳化硅的混合信号集成电路与较复杂的数宇集成电路设计开始得以实现，如15V 1.2μm CMOS HiTSiC 工艺流程(Raytheon公司），常见的碳化硅单晶片以4in (1in=25.4mm） 为主，并有部分 150mm 晶片。

根据 2010 年报道的新方法，使用气液固（VLS） 法和金属催化剂能排除或减少错位，因此能在大硅晶片衬底上选择性地生长三碳原子碳化硅（3C-Sic） 单晶。  

2.氮化镓集成电路(GaN IC)

氮化镓（GaN）分立器件已经在功率切换和微波/毫米波应用领域表现出优异的性能。将功率开关及其驱动电路集成在同一芯片上，可以减少寄生电感，并充分利用其优越性。在单晶片上的集成可减少装配和封装成本，使其具有较大的竞争优势。实现 GaN 集成电路的主要困难在于如何形成 p沟道场效应晶体管。

通过下述方法可以实现 GaN CMOS 集成电路工艺。

(1）在相同的芯片上，选择性地外延生长GaN nMOS 和 pMOS 场效应晶体管；

(2）运用 MOCVD 生长氮化铝/氮化硅（AIN/Si3N4)介电层堆叠结构，作为nMOS 和pMOS 场效应晶体管的栅极绝缘层，如图6-11 所示。 在不同基片上（如SiC 或Al2O3）生长GaN单晶薄膜可制造 GaN CMOS 集成电路，但是这些基片（碳化硅或蓝宝石）也以小尺寸（4in 或 150mm） 为主，而且价格昂贵，因此迫切需要发展可以在硅基片上大面积地（或特定的区域）生长异质外延 GaN 单晶薄膜的技术。









审核编辑：刘清